[지식정보] 전기 버스 차고지의 태양발전과 마이크로그리드 연결
마이크로그리드 시스템은 2022년 9월 Silver Spring에서 시작되어 Montgomery County의 Ride On 시스템에서 늘어나고 있는 전기 버스에 전력을 공급할 예정이다. 2022년 가을, 일단의 전기 버스들이 미국 Silver Spring의 Brookville Smart Energy Bus Depot에서 새로운 마이크로그리드(microgrid)로 충전된 배터리를 사용하여 메릴랜드주 몽고메리 카운티 전역에서 조용히 운행하기 시작한다. 차량의 탄소 배출량을 62% 줄이기 위해 설계된 마이크로그리드는 여러 분산 발전 및 저장 기술을 통합하여 함께 작동한다. 해당 시설들은 차고 위의 태양광 캐노피, 배터리 에너지 저장 장치, 전기 버스 충전기, 천연가스 발전기 등이다.
*마이크로그리드 Microgrid
발전소에서 생산된 전기를 소비자에게 전달하는 일방향 시스템의 기존 전력시스템과 달리, 독립된 분산 전원을 중심으로 국소적인 전력 공급 및 저장 시스템을 갖추어 개인이 전력을 생산하여 저장하거나 소비할 수 있는 형태를 말한다. 여러 개의 분산형 전원을 이용하여 독립적으로 전기·열과 같은 에너지의 자급자족이 일어날 수 있을 뿐만 아니라, 필요에 따라 기존 전력시스템과 연계할 수 있는 에너지 네트워크이다.
자료:https://urbanland.uli.org/sustainability/a-microgrid-powers-a-bus-fleet-to-slash-emissions-and-enhance-resilience/?utm_source=realmagnet&utm_medium=email&utm_campaign=HQ%20Urban%20Land%2008%2E08%2E22
https://www.washingtonpost.com/transportation/2022/07/09/electric-buses-transit-maryland/
델코지식정보
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전기 버스에 전력을 공급하는 최초의 마이크로그리드가 곧 워싱턴 지역에서 첫 선을 보일 예정이다. 전국의 대중교통 기관이 차량에 연료를 공급하기 위해 디젤이 아닌 태양에 점점 더 의존하기 때문이다.
이 시스템은 9월에 시작되어 Montgomery 카운티의 Ride On 대중교통 시스템에서 점점 더 많이 늘고 있는 전기 버스에 전력을 공급한다. Silver Spring 시설은 DC 지역에서 마이크로그리드 기술을 사용하는 최초의 시설이 될 것이며 전국적으로 가장 빠른 시설 중 하나가 될 예정이다.
마이크로그리드는 대부분의 대중교통 기관에서 전기 버스를 사용하는 기존의 전기 그리드가 아닌 버스 정류장의 태양광 패널에서 발생하는 에너지를 사용한다. 이러한 전환은 전국에서 기후 변화에 맞서 버스 전기화 추세와 교통 분야에 1,090억 달러가 포함된 2021년 인프라법의 뜻밖의 재정적 행운이 있는 가운데 이루어졌다.
프로젝트 추진은 2035년까지 공공 소유 차량을 무공해로 전환하는 것을 포함하는 카운티의 기후 목표에서 비롯된다. 카운티는 370개 이상의 가스 구동 버스로 구성된 기존 차량에 10대의 전기 버스를 추가할 것으로 보인다. 2023년 말까지 100대를 더 구매할 예정이다.
Brookville Bus Depot은 최종적으로 최대 70대의 버스를 충전하게 된다. 카운티는 증가하는 차량을 수용하기 위해 더 많은 버스 차고에 마이크로그리드 시설을 설치할 예정이다.
Montgomery 카운티 집행관 Marc Elrich는 최근 Brookville 창고를 견학하면서 “이것은 기후 목표를 달성하기 위해 해야 할 일이다.”라고 말했다. “그리드가 깨끗하기에 우리가 원천으로 사용하는 에너지가 깨끗할수록 총 온실가스 배출량을 줄이는 데 성공할 가능성이 높아진다. 그것이 목표다.”
카운티는 자산 관리 회사인 Carlyle Group과 에너지 공급업체인 Schneider Electric 간의 합작 투자 회사인 AlphaStruxure와의 민관 파트너십을 통해 프로젝트에 자금을 지원했다. AlphaStruxure는 마이크로그리드 인프라를 구축하기 위해 선투자를 하고, 카운티는 전기 요금과 함께 25년에 걸쳐 매월 분할 상환한다. 버스 구입은 카운티가 연방 교통국 보조금을 사용하여 버스를 구입한다.
Brookville Bus Depot는 운송 목적으로 사용되는 카운티 최초의 마이크로그리드가 되지만, Montgomery의 다른 곳에서도 기술이 사용된다. 카운티의 공공 안전 본부는 마이크로그리드로 구동되며 카운티는 Gaithersburg 버스 정류장과 동물 서비스 본부에서도 마이크로그리드를 사용할 계획이다.
버스 정류장을 가로질러 뻗어 있는 태양 전지판 캐노피는 버스 배터리를 충전하기 위한 태양 에너지를 포착한다. 마이크로그리드는 태양 전지판, 천연가스 발전, 전기 설비의 에너지를 저장할 수 있다. 미국의 다른 버스 정류장도 인프라 자금으로 조기 테스트를 한다. 마이크로그리드는 또한 자연재해와 전력망 중단을 견디도록 설계되었다.
세계 자원 연구소(World Resource Institute)의 지속 가능한 도시 로스 센터(Ross Center for Sustainable Cities)의 선임 연구원인 Sebastian Castellanos는 전국에 걸쳐 버스에 전기를 공급하는 과정이 "너무 느리게 움직이고 있다"고 불만이다. 이 기술은 수년 동안 사용 가능했지만, 그는 대중교통 기관이 테스트 및 파일럿 프로그램을 넘어 실행 확산으로 옮겨가야 한다고 주장한다. 그는 "디젤 엔진과 가솔린 엔진은 매우 비효율적인 기계다. 그리드가 100% 깨끗하지 않더라도 효율성 향상은 대부분 그리드에서 추가 탄소 배출을 상쇄하기에 충분하다." 그는 대중교통 기관이 차량에 전력을 공급하는 데 있어 가장 큰 장벽은 선행 비용이라고 말하면서, 버스 회사가 저공해 또는 무공해 버스로 전환하고 유지 보수 인프라를 구매하는 데 56억 달러를 할당하는 인프라 법률이 도움이 될 것이라고 덧붙였다.
Metrobus 시스템은 2045년까지 1,500대의 버스를 무공해로 전환하기로 했다. 이 기관은 2022년 4월에 연내에 12대의 전기 버스를 구매한다고 밝혔다. Metro에는 지금 완전한 전기 버스를 하나 보유하고 있다.
공공-민간 파트너십이 모든 관할 구역에 적합하지 않을 수 있다. 기술 프로젝트를 맡으려는 더 큰 관할 구역에서는 해당 프로젝트의 주도를 선호할 수 있다. 다른 지역에서는 물류를 처리하기 위해 민간 회사에 비용을 지불하는 것이 유리할 수도 있다.
환경 보호국(Environmental Protection Agency)에 따르면 운송은 온도를 상승시키는 가장 큰 온실가스 배출원이다. 그러나 세계 배출량의 대부분은 개인 차량에서 발생하기 때문에 광범위한 정책을 적용하기 어렵다. 따라서 대중교통에 환경친화적 정책이 가장 큰 효과를 볼 수 있다. 특히 대중교통 버스는 일반 승용차보다 훨씬 더 많은 거리를 운전하고 더 많은 승객을 수송한다.
다른 운송 기관도 차량에 전기를 공급하기 위해 유사한 파트너십을 모색하고 있다. Metrobus는 제로 배출로의 전환을 지원하기 위해 민관 파트너십을 고려하고 있다. 샌프란시스코 베이 지역에서 VTA(Valley Transportation Authority)는 마이크로그리드 계획을 발표한 가장 최근 기관 중 하나다.
교통 기관은 생존을 위해 고군분투하고 있다. 그들은 또한 기록적인 연방 투자를 끌어들이기 위해 준비하고 있다.
VTA의 수석 교통 계획자인 Adam Burger는 “우리는 Montgomery County와 매우 유사한 위치에 있다고 생각한다. 우리가 가진 차이점은 캘리포니아주가 모든 대중교통 기관에 2040년까지 탄소 배출 제로 차량으로 전환하도록 요구하고 있다는 것이다.”
VTA는 민간 기업과 계약을 맺고 프로젝트가 완료될 때까지 마이크로그리드 인프라 비용을 지급할 예정이다. 캘리포니아 에너지 위원회(California Energy Commission)의 470만 달러 보조금을 사용하여 프로젝트 자금을 조달할 계획이다. 다른 운송 기관도 유사한 프로젝트를 수행하고 있으며 다행히 민간 산업이 이러한 일에 파트너로 나서고 있으며, 전문 지식도 제공하고 있다.
외부적으로 Montgomery County의 새로운 전기 버스와 기존 디젤 차량 간에는 모서리가 둥글고 프레임이 약간 더 작다는 점을 제외하면 거의 차이가 없다. 그러나 전기 버스를 타는 것은 완전히 다른 경험이라고 운전자와 승객은 말한다.
전기버스는 승차감이 부드럽고 조용하다. 일반 버스는 소음이 난다. 29년 동안 Montgomery County의 Ride On 시스템을 운전해 온 Andre Morrison(53세)은 2019년에 최초로 전기 버스 노선을 배정받았다. 그는 “버스 자체가 완전히 다른 놀이기구”라고 말한다. “굉장히 조용해서 처음에는 정말 짜증이 났다. 첫날은 버스가 켜져 있는지 꺼져 있는지 몰라서 무엇을 기대해야 할지 정말 몰랐다.” 그는 운전자들이 전기 버스를 운전하는 것이 더 즐겁다는 데 동의한다고 말한다. 전기 버스의 차대 스프링 시스템(suspension system)은 갑작스러운 덜컹거림(jerks and bumps)과 불편함을 최소화 한다. 그는 디젤 버스에서 "몸이 편하지 않았다. 정말로 마치 복싱 링 위에 있는 것 같은 느낌이 들었다. 그 자리에서 일어나면 몸이 그냥 아팠다."라고 말한다.
카운티의 최신 전기 버스 주문에는 업데이트된 안전 및 디자인 기능을 포함하여, 약간 더 큰 모델이 담겨있다. 버스의 매력은 새로운 기능과 편안함을 넘어 더 친환경적인 미래를 향한 길이다. 이는 지구를 구하는 것이고 여기가 우리가 향해야 할 곳이다.
마이크로그리드를 만들기 위해 카운티는 Schneider Electric과 Carlyle의 합작 투자 회사인 보스턴에 기반을 둔 AlphaStruxure와 제휴했다. AlphaStruxure는 시스템 설계, 구축, 자금 조달, 소유 및 운영을 담당한다. Montgomery 카운티는 공격적인 기후 행동 계획 목표를 추진하고 있으며, 운송 배출은 현재 온실가스의 상당한 부분을 차지한다. 또한 Arup(Washington, D.C., 오피스) 회사는 AlphaStruxure를 도와 현장 부지에 사이트 인프라(site infrastructure)를 구축하고 마이크로그리드의 구성 요소를 연결했다. 효과를 내기 위해서는 실제로 영향을 미칠 수 있는 곳에서 시작한 것이다. 다른 대중교통 기관들은 매사추세츠에서 캘리포니아로 가는 차고에 마이크로그리드를 추가하고 있다. Arup은 여러 대중교통 기관들과 프로젝트에서 협력하고 있다.
창고 공간을 임대할 경우, 새로운 기반 시설을 배치할 수 있는 위치에 대한 통제력이 떨어진다. 장비에 사용할 수 있는 공간이 다르고 규제 요구 사항도 다르다. 예를 들어, Brookville 창고부지의 경우 개조가 필요하다. 대형 배터리 에너지 저장 컨테이너와 발전기는 평평한 표면이 필요하다. 가능한 한 많은 주차 공간을 유지하고, 개발 비용을 최소화하며, 구현을 간소화하기 위해 부지를 재건축할 것인지, 옹벽을 설치할 것인지, 플랫폼 구조를 넣을 것인지에 대해 전략적으로 생각해야 한다. 이들 작업에는 관련 기술회사가 일찍 합류하여 엔지니어링 설계 아이디어와 시공 가능성에 대한 피드백을 제공할 수 있어야 한다.
Montgomery 카운티는 Brookville 차고에서 최소 70대의 전기 버스를 단계적으로 도입할 계획이다. Arup사는 AlphaStruxure가 독점이 아닌 EV 충전 장비 옵션을 평가하고 조달하는 것을 도왔다. 따라서 대중교통 기관이 미래에 특정 버스 제조업체를 구매해야 하는 상황에 얽매이지 않아도 된다.
극단적인 날씨로 인한 장기간의 정전에도 버스를 계속 운행할 수 있어야 한다. 배터리 에너지 저장 시스템은 현지 배전을 위한 자원이 되기 위해, 지역 유틸리티인 Pepco의 수요 응답 파일럿 프로그램에도 참여하고 있다.
Pepco는 마이크로그리드의 배터리에서 연간 특정 횟수로 공급(discharge)할 수 있다. 물론 마이크로그리드 서비스에 시스템이 필요한 시점에 한해서다. 이는 전력망의 탄력성과 신뢰성을 향상시키기 위한 파일럿 프로그램의 일부가 된다.
